Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Recursos y Medio Ambiente Hídrico.
Ingeniero Civil / El objetivo principal de este trabajo fue realizar un estudio experimental para evaluar el rendimiento de nuevas membranas de osmosis inversa modificadas con nanopartículas de cobre (CuO, CuCl2, Cu(s)) y titania (TiO2) en la desalinización de agua. Se diseñó e implementó una planta piloto capaz de realizar una filtración de flujo cruzado para determinar el caudal de agua permeada a través de un área de membrana, definido como flux, y el porcentaje de rechazo de estas.
Para ello se sintetizaron membranas Thin Film Composite (TFC) a las cuales se les adicionaron las nanopartículas durante la polimerización interfacial, a diferencia de otros métodos de modificación por inmersión. Estas membranas fueron caracterizadas mediante microscopía de fuerza atómica (AFM) para determinar la rugosidad, espectroscopía de energía dispersa por rayos X (EDX) para determinar la presencia de las nanopartículas en la membrana, microscopía electrónica de barrido (SEM) para determinar la estructura de la membrana y ángulo de contacto para determinar la hidrofilicidad superficial. Además, se realizaron ensayos biológicos para determinar la capacidad de anti-adhesión y efecto bactericida para la bacteria E.Coli. De estos experimentos se obtuvo que todas las membranas modificadas mejoraron su efecto anti-adhesión, obteniendo resultados hasta un 99 % mejores. En cuanto al efecto biocida, las membranas modificadas con cobre presentaron una mejora significativa, logrando hasta un 80 % más de bacterias muertas que una membrana sin modificar.
Se llevaron a cabo experimentos en el Laboratorio de Hidráulica Francisco J. Domínguez de la Universidad de Chile a una presión de 300 psi en todo el sistema, para determinar el rendimiento de una membrana comercial y las membranas sintetizadas en laboratorio, al desalinizar una solución salobre de 1000 ppm de concentración de NaCl. Se obtuvo que las membranas modificadas con CuO y CuCl2 al 1% mejoran el flux permeado con respecto a una membrana sin modificar. Adicionalmente, se obtuvo que la modificación con partículas de CuO al 1 % presentó una mejora del flux con respecto a la membrana comercial. Además, se obtuvo que todas las modificaciones mantuvieron el porcentaje de rechazo de sales por sobre un 94 %.
Se realizó un experimento para determinar una posible polarización de la concentración (acumulación de especies iónicas en la membrana), donde se obtuvo que las membranas sintetizadas, a diferencia de la membrana comercial, estaban siendo afectadas por este fenómeno, aumentando la resistencia al paso del agua.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UCHILE/oai:repositorio.uchile.cl:2250/147447 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Delgado González, Cristóbal Ignacio |
| Contributors | García González, Andreina, Montserrat Michelini, Santiago, Niño Campos, Yarko |
| Publisher | Universidad de Chile |
| Source Sets | Universidad de Chile |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Tesis |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Chile, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/cl/ |
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